Energieformen, -umwandlung, -erhaltung

Betrieb einer LED mit Solarenergie

Prinzip Eine rote Leuchtdiode benötigt etwa 2 V- als Versorgungsspannung, sie kann also nicht mit einer einzelnen Solarzelle betrieben werden. Der Gerätesatz enthält eine Solarbatterie, die die erforderliche Spannung liefert. Der Versuch soll verdeutlichen, wie man einzelne Solarzellen so kombinieren kann, dass sie dieselbe Spannung wie die Solarbatterie erzeugen: Sie werden in Reihe geschaltet, sodass sich ihre Spannungen addieren können. Dasselbe Prinzip nutzt die Solarbatterie. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Sicheres Experimentieren: die Lampe ist vor Berührung geschützt, das Gehäuse ist mit Hilfe von Bohrungen gut durchlüftet und erhitzt sich nur wenig • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform")

Der Peltier-Effekt mit ADM3

Prinzip Ein Peltier-Element und ein Thermogenerator sind vom Aufbau her gleich, sie werden aber für verschiedene Zwecke verwendet. Das Peltier-Element besteht aus einem Block mit vielen Thermoelementen, die elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet sind, sodass sich ihre Thermospannungen addieren. Ist bei einem Thermoelement eine Seite kälter als die andere, entsteht eine elektrische Spannung. Wird nun umgekehrt eine Spannung angelegt, dann fließt ein Strom durch das Element und es entsteht eine Temperaturdifferenz: eine Seite wird kälter, die andere wärmer. Dieser Effekt wird Peltier-Effekt genannt. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Die elektrische Leistung und Arbeit

Die elektrische Leistung und Arbeit

Prinzip Wie groß die Leistung eines elektrischen Gerätes ist, kann man qualitativ daraus schließen, wie groß seine Leuchtkraft (Helligkeit), Wärmeabgabe, Lautstärke usw. ist. Bei diesem Versuch wird die Lichtaussendung von Glühlampen als Maß für die elektrische Leistung genutzt. Die Schüler sehen z. B. leicht ein, dass zwei gleiche Lampen zusammen eine doppelte Leistung haben, wenn sie gleich hell leuchten, und n Glühlampen entsprechend die n -  fache. Der Versuch besteht wegen P ~ U für I = konst. und P ~ I für U = konst. aus zwei Teilen. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Die Leistung und die Arbeit des elektrischen Stromes

Prinzip Anhand einer Reihen- und einer Parallelschaltung von Glühlampen soll die Abhängigkeit der elektrischen Leistung und Arbeit von der Stromstärke und der Spannung untersucht werden. Vorteile • Keine zusätzlichen Kabelverbindungen zwischen den Bausteinen nötig - übersichtlicherer und schnellerer Aufbau • Kontaktsicherheit durch puzzelartig verzahnbare Bausteine • Hartvergoldete, korrosionsbeständige Kontakte • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reelle Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Elektrische Energie aus Windenergie

Prinzip Modellversuch zum Erzeugen elektrischer Energie mit Hilfe eines Windrades. An den Windgenerator wird als Verbraucher ein Glühlämpchen angeschlossen und die Helligkeit des Lämpchens von verschiedenen "Windstärken" wird beobachtet. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Sicheres Experimentieren: Der Lüfter im Gebläse ist vor Berührung geschützt • Das verwendete Netzgerät ist vielfältig einsetzbar und besonders geeignet für Schülerversuche für alle Altersstufen ("RiSU 2016 - Konform")

Energieumwandlungen bei der Berg- und Talfahrt

Prinzip Mit der Berg- und Talbahn soll demonstriert werden, dass mechanische Energieformen ineinander umgewandelt werden können. Vorteile • Optimiert für Demonstrationsversuche: Von der Horizontalen in die Senkrechte gebracht • Gute Sichtbarkeit: Große Demonstrationsmessgeräte auf gleichmäßigem Hintergrund • Magnete mit starker Haltekraft (mind. 10 N) ermöglichen eine sichere Halterung und einfachste Handhabung sowie Positionierung

Fließendes Wasser treibt einen Generator an

Prinzip In diesem Versuch soll der Prozess des Wasserpumpens durch elektrische Spannung umgekehrt werden, indem versucht wird, durch Bewegung von Wasser eine Spannung zu erzeugen. Vorteile • Versuch ist Teil einer Komplettlösung mit insgesamt 26 Versuchen zum Thema Erneuerbare Energie Solarzellen, Windenergie, Wasserkraft • Der Generator ist auch als Wasserpumpe einsetzbar • Doppelter Lernerfolg: Elektrischer Schaltplan auf der Ober- und reele Bauteile auf der Unterseite sichtbar

Spannenergie

Prinzip An einer Schraubenfeder soll die Gleichung für die Spannenergie eines verformten elastischen Körpers erarbeitet werden. Dazu werden zwei Versuchsvarianten beschrieben. Vorteile • Optimiert für Demonstrationsversuche: Von der Horizontalen in die Senkrechte gebracht • Gute Sichtbarkeit: Große Demonstrationsmessgeräte auf gleichmäßigem Hintergrund • Magnete mit starker Haltekraft (mind. 10 N) ermöglichen eine sichere Halterung und einfachste Handhabung sowie Positionierung • Demonstrative Messung von Kräften mit großen magnetisch haftenden Torsionskraftmessern mit kugelgelagerter Umlenkrolle und zwei Schnurrillen für zwei Messbereiche • Magnetisch haftender Maßstab erleichtert Messungen

Speicherung der elektrischen Energie aus Windenergie mit einem Akku mit ADM3

Prinzip Erneuerbare Energiequellen sind in der Regel wetterabhängig, sodass eine Möglichkeit zur Speicherung der erzeugten Energie benötigt wird. In diesem Versuch soll deshalb verdeutlicht werden, wie elektrische Energie eines Windrades gespeichert werden kann, um sie zu einem anderen Zeitpunkt nutzen zu können. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Speicherung der elektrischen Energie aus Windenergie mit einem Kondensator mit ADM3

Prinzip Elektrische Energie kann mit Hilfe von Kondensatoren gespeichert werden. In diesem Versuch wird gezeigt, wie sich der Einbau eines Kondensators auf eine Anlage aus Windgenerator und Motor auswirkt. In einem zweiten Versuchsteil wird dann gemessen, wie sich unterschiedliche Ladezeiten auf die Laufdauer des Motors auswirken. Vorteile • Teil einer Systemlösung - Leicht erweiterbar für weitere Versuche • Einfaches Lehren durch Einsatz der Demo-Tafel Physik • Anschauliche Versuchsdurchführung durch Einsatz von ADM3-Multimetern

Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie

Prinzip Ein Motor, der eine Last hebt, also elektrische in mechanische Energie umwandelt, ist aus dem Alltag bekannt. Das Besondere an diesem Aufbau ist, dass er direkt dazu benutzt werden kann, durch das "herrunterfallende" Gewichtstück wieder elektrische Energie zu erzeugen, die eine kleine Lampe zum Leuchten bringt.